Wereldwijd zijn er meer dan 2000 soorten vuurvliegjes. In Nederland en België kennen we 3 soorten van deze zogenoemde glimwormen, waarvan de grote glimworm (Lampyris noctiluca) de meest voorkomende is. Hoewel de naam anders doet vermoeden, is een vuurvliegje in werkelijkheid een kever.
Het grootste wetenschappelijke vraagstuk rondom deze kevers laat zich raden: hoe kan het dat glimwormen licht geven? Daarover tasten wetenschappers deels in het duister, maar een nieuw stukje van de puzzel lijkt inmiddels gelegd.
Biologen Xinhua Fu en Xinlei Zhu van de Huazhong Agricultural University in China zijn erin geslaagd het genoom van glimworm Aquatica leii te ontcijferen. Hun bevindingen werden gepubliceerd in Nature Communications.
Aangepaste genen
Aquatica leii komt veel voor in de Chinese rijstvelden en werd al in 2000 ontdekt door Fu. Sindsdien heeft hij zich toegelegd op het bestuderen van deze glimworm. Fu stichtte zelfs een kolonie in gevangenschap die meer dan 600.000 glimwormen per jaar voortbrengt. Dat stelde hem in staat om de eerste 24 uur na de verpopping te bestuderen: de tijd waarin het lichtorgaan, ook wel de lantaarn genoemd, zijn volwassen structuur krijgt.
Om het orgaan beter te begrijpen, tweakten de onderzoekers de genen van de vuurvlieg. Sommige werden uitgezet of zelfs volledig verwijderd. Daaruit concludeerden de onderzoekers iets verrassends: wanneer de genen Alabd-B en AlUnc-4 door de onderzoekers onklaar werden gemaakt, bleek de lantaarn zich minder goed te ontwikkelen.
Eerder werd gedacht dat deze genen geen rol spelen in het bioluminescentieproces, maar nu blijkt dat vuurvliegjes ze activeren tijdens de verpopping om ervoor te zorgen dat de lantaarn zich ontwikkelt op de juiste plek in het achterlijf.
Indrukwekkend onderzoek
Het lijkt erop dat de genen Alabd-B en AlUnc-4 in de loop van de tijd een extra functie codeerden, namelijk licht geven. Genen bevatten instructies voor de aanmaak van eiwitten. Die eiwitten bepalen vervolgens hoe een organisme eruit komt te zien.
Dit mechanisme staat bijvoorbeeld aan de basis van oog- en haarkleur. Als een gen zijn code verandert, krijgt een eiwit andere instructies. Daarop kunnen functies van lichaamsdelen veranderen of er dus een functie bij krijgen. Zoiets gebeurt onder druk van natuurlijke selectie.
Volgens biochemist Jing-Ke Weng, die niet bij het onderzoek was betrokken, is de vuurvliegstudie indrukwekkend. Hij noemt het de basis voor meer inzicht in hoe de gezamenlijke voorouder van vuurvliegjes deze extra, lichtgevende functie kreeg.
Om de volledige evolutionaire ontwikkeling in beeld te brengen, moet er nog wel wat werk worden verzet. De studie richt zich namelijk alleen op de mannetjes van één specifieke soort. Of hetzelfde mechanisme geldt voor vrouwtjes, is dus nog onduidelijk. Daarom wil Fu wil in een vervolgonderzoek de vrouwtjes van Aquatica leii onderzoeken.
